JPS59154599A - Fine signal measuring apparatus - Google Patents

Fine signal measuring apparatus

Info

Publication number
JPS59154599A
JPS59154599A JP58031148A JP3114883A JPS59154599A JP S59154599 A JPS59154599 A JP S59154599A JP 58031148 A JP58031148 A JP 58031148A JP 3114883 A JP3114883 A JP 3114883A JP S59154599 A JPS59154599 A JP S59154599A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
switch means
output
amplifier
switch
resistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP58031148A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
下村 節宏
雄治 岸本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP58031148A priority Critical patent/JPS59154599A/en
Publication of JPS59154599A publication Critical patent/JPS59154599A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は微少信号の測定に関するものであり、特に自動
車用電子機器に要求される低価格、高精度の検出装置に
好適なものである。さらに具体的には微少信号を検出増
幅する際に増幅器の出力に現存するオフセラトラ簡便な
る手段で自動的に除去しようとするものであって、増幅
器の製造バラツキあるいは温度特性の影響を常に除去し
て正確な情@を提供しようとするものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to the measurement of minute signals, and is particularly suitable for low-cost, high-precision detection devices required for automotive electronic equipment. More specifically, when a minute signal is detected and amplified, it is attempted to automatically remove it using a simple means of off-cell technology that exists in the output of the amplifier, and constantly removes the effects of manufacturing variations or temperature characteristics of the amplifier. It is an attempt to provide accurate information.

この種の微少信号の測定装置が必要とされる自動車用機
器の一例としては、排気ガス浄化触媒の温度を検出して
過度の温度上昇を警告あるいは抑制するための装置があ
る。現在公知の三元触媒においては保護のために800
℃ないし900℃が高温の限界とされており、しかし一
方では触媒の経済性のために限界温度に迫る動作を余儀
なくされている。このため、触媒ないしは触媒ケースの
中に熱電対を設け、常に温度全監視しておき、限界温度
に達すると自動車の運転手に警告を与えるようにしであ
る。熱電対は高温測定のために好適なものであるが、出
力が微少型、圧であることが欠点であり、CA形に例を
とれば、1200℃で49mV即ち41μV/℃ とい
う極めて微少な出力全発生する。一方、この微少信号を
受けて電圧増幅する増幅器は、特に高価な高精度増幅器
を適用しない限り、数mV代表的には5mV程度の入力
オフセット電圧を有する。このオフセットを温度に演算
すると5mV/41 ttV/℃=122℃となる。前
述したように温度上昇が限界温度に迫る排気ガス浄化触
媒の保護のためには、このオフセットによる温度誤差は
容認できないものである。
An example of automotive equipment that requires this type of minute signal measuring device is a device that detects the temperature of an exhaust gas purification catalyst and warns or suppresses excessive temperature rise. In currently known three-way catalysts, 800
C. to 900.degree. C. is considered to be the high temperature limit, but on the other hand, the economic efficiency of catalysts forces operation close to the limit temperature. For this reason, a thermocouple is installed inside the catalyst or the catalyst case to constantly monitor the entire temperature and to give a warning to the driver of the vehicle when the temperature reaches a critical temperature. Thermocouples are suitable for high temperature measurements, but the disadvantage is that the output is very small and pressure; for example, the CA type has an extremely small output of 49 mV at 1200°C, or 41 μV/°C. All occur. On the other hand, an amplifier that receives this minute signal and amplifies the voltage has an input offset voltage of several mV, typically about 5 mV, unless a particularly expensive high-precision amplifier is used. When this offset is calculated into temperature, it becomes 5mV/41 ttV/°C=122°C. As mentioned above, in order to protect the exhaust gas purification catalyst whose temperature rise approaches the limit temperature, the temperature error due to this offset is unacceptable.

そこで、従来よりオフセット電圧の調整が行われている
。以下、図面によって従来装置の説明を行う。
Therefore, adjustment of the offset voltage has been conventionally performed. The conventional device will be explained below with reference to the drawings.

第1図は従来装置の代表例を示し、1は排気ガス浄化触
媒、2は排気ガス浄化触媒中に設けた熱電対、3は測定
装置、4は増幅器でその(+)端子には熱電対2の一方
の端子が抵抗5を介して接続されている。6,7は増幅
率を設定するための抵抗である。8,9は抵抗であって
、可変抵抗lOとともに十Eおよび−Eの電圧全分割し
た電圧を増幅器4の(−)端子に重畳ス′るように接続
しである。11は増幅器4の出力’eA/D 変換して
CPU12にデイヅタル化した電圧信号を与えるA/D
 変換器である。13はCPU12の出力であって、こ
の測定装置の目的とする制御対象全作動させるものであ
る。14.15は熱電対2と測定装置3との接続端子で
ある。
Figure 1 shows a typical example of a conventional device, where 1 is an exhaust gas purification catalyst, 2 is a thermocouple installed in the exhaust gas purification catalyst, 3 is a measuring device, and 4 is an amplifier with a thermocouple at its (+) terminal. One terminal of 2 is connected via a resistor 5. 6 and 7 are resistors for setting the amplification factor. 8 and 9 are resistors, which are connected together with a variable resistor lO so as to superimpose the voltage obtained by dividing the voltages of 1E and -E into the (-) terminal of the amplifier 4. 11 is an A/D which converts the output 'eA/D of the amplifier 4 and provides a digitalized voltage signal to the CPU 12.
It is a converter. Reference numeral 13 is the output of the CPU 12, which operates all the objects to be controlled by this measuring device. 14 and 15 are connecting terminals between the thermocouple 2 and the measuring device 3.

さて、増幅器4の出力VOは次のようになる。Now, the output VO of the amplifier 4 is as follows.

7 Vo= (VI + VO8)K −ES ・−8 7 =VIK+ (VosK−ES・□) 8 であって、R6〜RIOは夫々抵抗6〜10の抵抗値で
ある。又、vI  は熱電対2の出力電圧、Vosは増
幅器4の入力換算オフセット電圧である。上式から明ら
かなように、ks k可変抵抗10の抵抗値Rro ’
fr調整して適正な値に設定すると、7 VQ5K −E5− = 0とすることが可能であるの
s でV□ = VIK  の関係を得ることができ、真の
熱電対2の出力に比例した出力常圧Voが得られる。
7 Vo=(VI+VO8)K-ES・-8 7=VIK+ (VosK-ES・□) 8 where R6 to RIO are the resistance values of resistors 6 to 10, respectively. Further, vI is the output voltage of the thermocouple 2, and Vos is the input equivalent offset voltage of the amplifier 4. As is clear from the above equation, the resistance value Rro' of the ks k variable resistor 10
By adjusting fr and setting it to an appropriate value, it is possible to set 7VQ5K -E5- = 0. At s, it is possible to obtain the relationship V□ = VIK, which is proportional to the true output of thermocouple 2. An output normal pressure Vo is obtained.

しかしながら、このように可変抵抗10によるオフセッ
ト電圧の調整は次のような欠点を有している。第1に、
オフセット電圧VO3は温度に対して依存性を有してい
るので、自動車用電子機器に要求される広い動作温度範
囲内でのオフセット電圧調整に適しているとは言えない
。第2に、可変抵抗10のvI4整作業は大量生産に馴
染まず、かつ自動車の振動によって招来される調整値の
ずれも懸念される。
However, adjusting the offset voltage using the variable resistor 10 as described above has the following drawbacks. Firstly,
Since the offset voltage VO3 has a dependence on temperature, it cannot be said that it is suitable for adjusting the offset voltage within a wide operating temperature range required for automotive electronic equipment. Second, the adjustment of vI4 of the variable resistor 10 is not suitable for mass production, and there is also concern about deviations in the adjustment value caused by vibrations of the automobile.

本発明は上記した従来装置の欠点を除去するために成さ
れたものであり、増幅器の持つオフセット電圧全自動的
にはは完全に除去することができ、微少電圧の測定を正
確に行うことができる微少電圧の測定装置を提供するこ
とを目的とする。
The present invention has been made to eliminate the above-mentioned drawbacks of the conventional device, and can completely and automatically remove the offset voltage of the amplifier, making it possible to accurately measure minute voltages. The purpose is to provide a microvoltage measuring device that can measure small voltages.

以下、本発明の実施例を図面とともに説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第2図において、16は測定装置、17.18はアナロ
グスイッチ、19は抵抗、20.21は夫々アナログス
イッチ17.18のr−)信号線であり、r−ト信号は
CPU12から供給される。
In FIG. 2, 16 is a measuring device, 17.18 is an analog switch, 19 is a resistor, 20.21 is the r-) signal line of the analog switch 17.18, and the r-t signal is supplied from the CPU 12. .

他の構成は従来と同様である。Other configurations are the same as before.

上記装置において、熱電対2の出力はアナログスイッチ
17および抵抗5を介して増幅器4の(+)端子に接続
されており、アナログスイッチ18と抵抗19の直列接
続体がアナログスイッチ17と抵抗5の接続点に接続さ
れている。CPU12からアナログスイッチ17.18
に与えられるダート信号はアナログスイッチ17.18
’i背反するように開閉制御する。
In the above device, the output of the thermocouple 2 is connected to the (+) terminal of the amplifier 4 via the analog switch 17 and the resistor 5. connected to a connection point. Analog switch 17.18 from CPU12
The dirt signal given to analog switch 17.18
'i Control opening and closing in opposite ways.

マス、アナログスイッチ17が導通、アナログスイッチ
18が遮断の第1の状態において(ま、熱電対2の出力
電圧VIが増幅器4に与えられ、増幅器4の出力電圧v
Oは V□ = (Vr + Vos ) K      ・
−−−−11+この出力電圧vOはA/D 変換器11
によって変換した後、CPU12に読取られる。
In the first state where the analog switch 17 is on and the analog switch 18 is off (well, the output voltage VI of the thermocouple 2 is given to the amplifier 4, and the output voltage V of the amplifier 4 is
O is V□ = (Vr + Vos) K ・
---11 + this output voltage vO is A/D converter 11
After conversion, the data is read by the CPU 12.

次にアナログスイッチ17が遮断、アナログスイッチ1
8が導通の第2の状態において(1、熱電対2の出力型
H二は解放され、増幅器4には零が入力される。この状
(6)は(1(式においてVI=0とした場合に相当し
、 vo= vo sK             ・−・
・−+21と表わされる。この出力電圧?Oも同様にC
PU12に読取られる。
Next, analog switch 17 shuts off, analog switch 1
In the second state where 8 is conductive (1, the output type H2 of thermocouple 2 is released and zero is input to amplifier 4. Corresponds to the case, vo= vo sK ・−・
・It is expressed as -+21. This output voltage? O is also C
It is read by PU12.

次にCPU12の動作を第3図に示す機能ブロックによ
って説明する。第3図において、22゜23はメモリで
、夫々tl1式および(2)式に対応するデイソタル信
号全記憶保持するように制御ブロック25によって制御
される。この制御は図示するように各ゲート信号と同期
して行われる。即ち、メモリ22は前記第Jの状態で記
憶内容を更新し、それ以外の状態では記憶内容全保持す
る。又、メモリ23は第20状明で記憶内容を更新し、
それ以外の状態では記憶内容を保持する。メモリ22゜
23の内容A、Bは夫々A= (VI 十Vos ) 
K%B = VO8Kとなっている。そこで、各メモリ
22゜230出力A、Bを減算器24によって減算する
と、A −B = (VI +VO8) K−VosK
 = VIにとなる。この減算はメモIJ 22 、2
3が保持状態にあるときに行う。減算器24の出力はV
r 即ち熱電対2の出力電圧に真に比例し、増幅器4の
オフセット電圧VOSが除去されるので正しい測定値が
得られる。
Next, the operation of the CPU 12 will be explained using the functional blocks shown in FIG. In FIG. 3, 22 and 23 are memories which are controlled by a control block 25 to store all the diisotal signals corresponding to the tl1 equation and the equation (2), respectively. This control is performed in synchronization with each gate signal as shown. That is, the memory 22 updates the stored contents in the J-th state, and retains all stored contents in other states. Also, the memory 23 updates the memory contents at the 20th state,
In other states, the memory contents are retained. The contents A and B of the memories 22 and 23 are respectively A= (VI +Vos)
K%B = VO8K. Therefore, if each memory 22°230 output A, B is subtracted by the subtracter 24, A - B = (VI + VO8) K - VosK
= becomes VI. This subtraction is memo IJ 22, 2
3 is in the holding state. The output of the subtracter 24 is V
r is truly proportional to the output voltage of the thermocouple 2, and since the offset voltage VOS of the amplifier 4 is removed, a correct measurement value can be obtained.

尚、上記実施例においては、アナログスイッチ18と抵
抗19の直列体を用いたが、これは熱電対2が有する内
部抵抗値と等しい抵抗値の抵抗19を介して増幅器4の
(+)端子を接地することにより、増幅器4の入力オフ
セット電流によって発生するオフセット電圧の影響全組
1の状態と第2の状態とで等しくするためであり、本発
明の効果全完全なものにしている。しかしながら、熱電
対2は内部抵抗が低く、抵抗5に対して無視可能である
ので、抵抗19を省略しても差支えない。又、増幅器4
が高入力抵抗形である場合においては、入力オフセット
を流が極めて微少であるので、アナログスイッチ18金
省略して抵抗19のみとしても同様の効果を得ることが
できる。この場合に(ま抵抗19の抵抗値は熱電対2の
負荷となるので適度に大きな値とすることが望ましい。
In the above embodiment, a series body consisting of the analog switch 18 and the resistor 19 was used, but this connects the (+) terminal of the amplifier 4 through the resistor 19 whose resistance value is equal to the internal resistance value of the thermocouple 2. By grounding, the influence of the offset voltage generated by the input offset current of the amplifier 4 is made equal between the state of the first set and the second state, thereby making the effects of the present invention completely complete. However, since the thermocouple 2 has a low internal resistance and can be ignored compared to the resistance 5, the resistance 19 can be omitted. Also, amplifier 4
When the analog switch is of a high input resistance type, the input offset current is extremely small, so the same effect can be obtained by omitting the analog switch 18 and using only the resistor 19. In this case, since the resistance value of the resistor 19 becomes a load on the thermocouple 2, it is desirable to set it to a suitably large value.

又、増幅器4の出力電圧をデイソタル化した後にCPU
I 2によって記憶保持するようにしているが、サンゾ
ルホールド回路全2個使って記憶保持し、かつ演算増幅
器によって減算を行うことも可能である。さらに、アナ
ログスイッチ17.18((使用したが、リレー等の他
のスイッチ手段を用いても同等の効果金得ることができ
る。
Also, after converting the output voltage of the amplifier 4 into a deisotal, the CPU
Although memory is held using I2, it is also possible to use all two Sanzor hold circuits to hold memory and perform subtraction using an operational amplifier. Further, although analog switches 17 and 18 (() were used, the same effect can be obtained by using other switch means such as relays.

以上のように本発明においては、微少信号入力全スイッ
チで開閉制御するようにして、増幅器に正規の入力が与
えられる第1の状態と増幅器の入力全接地する第2の状
態全発生1第1および第2の状態における増幅器の出力
電圧を夫々保持する二つの記憶手段金膜け、この二つの
W己憶手段の\ 出力の差′ljc得る↓うにしており、増軛)器の持つ
オフセット電圧を自動的に除去すること力量できる。
As described above, in the present invention, the opening/closing is controlled by all the small signal input switches, and the first state in which a normal input is given to the amplifier and the second state in which all inputs of the amplifier are grounded. and two memory means holding the output voltage of the amplifier in the second state, respectively, and the difference between the outputs of these two memory means is obtained, and the offset of the amplifier Capable of removing voltage automatically.

従って、増幅器の初期公差全調整するといった生産性を
阻害する要因を除去することカニでき、まt:オフセッ
ト電圧が環境温度によって変動しても(”1! ら支障なく正確な測定値を得ることカーできる。このた
め、限界温度近く捷で使用することの多い排気ガス浄化
触媒の過熱保護のための温度1Itll定装置ヲ始メ、
ディーゼルエンジンの、f−ティキュレイト捕捉フィル
タの再生燃焼システムなど熱電対の出力電圧を取扱う他
のシステムに4?いても(血めて大きな効果を奏する。
Therefore, it is possible to eliminate factors that hinder productivity, such as adjusting the initial tolerances of the amplifier, and to obtain accurate measured values without any problems even if the offset voltage varies depending on the environmental temperature. For this reason, we have started using a temperature control device to protect the exhaust gas purification catalyst from overheating, which is often used near its limit temperature.
4 for other systems that handle the output voltage of thermocouples, such as regeneration combustion systems for f-ticulate capture filters in diesel engines? Even if it is (it has a bloody great effect).

又、燃料側0ゾステノ・における酸素センサなどの微少
電圧を取1及う装置にも有効に適用することができる。
It can also be effectively applied to devices that apply a minute voltage, such as an oxygen sensor on the fuel side.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来装置の構成図、第2図t′i本発明装置の
構成図、第3図は本発明に係るCPUの動1(三説明の
ための機能ブロック図である。 2・・・熱電対、4・・・増幅器、11・・A/D 変
換器、l2・・・CPU、16・・・演1j定装置、1
7.18・・・アナログスイッチ、19・・・抵抗、2
2,23・・・メモリ、24・・・減算器、25・・・
制御ブロック。 尚、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人   葛  野  信  −
Fig. 1 is a block diagram of a conventional device, Fig. 2 is a block diagram of a device of the present invention, and Fig. 3 is a functional block diagram for explaining the operation of a CPU according to the present invention.・Thermocouple, 4...Amplifier, 11...A/D converter, l2...CPU, 16...Representation device, 1
7.18... Analog switch, 19... Resistor, 2
2, 23...Memory, 24...Subtractor, 25...
control block. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or corresponding parts. Agent Shin Kuzuno −

Claims (1)

【特許請求の範囲】 +11自動車の動作・ぞラメータ検出器にその出力を開
閉するように一端を接続された第1のスイッチ手段、第
1のスイッチ手段の他端に一端を接続されるとともに他
端を前記検出器の基準レベルに接続された第2のスイッ
チ手段又は抵抗又は第2のスイッチ手段と抵抗の直列接
続体、第1のスイッチ手段の他端に入力側を接続された
増幅手段、第1および第2のスイッチ手段(存在する場
合)を開閉制動する制御手段、第1のスイッチ手段が導
通状塵で第2のスイッチ手段(存在する場合)が遮断状
帖のときの増幅手段の出力を記憶する第]の記憶手段、
様、1のスイッチ手段が遮断状轢で第2のスイッチ手段
(存在する場合)が導通状態のときの増幅手段の出力を
記憶する第2の記憶手段、第1および第2の記憶手段の
記憶内容の差を出力する演算手段全備えたこと全特徴と
する微少信号の測定装置。 (2)増幅手段はA/D 変換器を含むとともに各記憶
手段はディジタルメモリから成り、かつ演a:手段はデ
イソタル演xを行うものであること全特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の微少信号の測定装置。
[Claims] +11 A first switch means having one end connected to an automobile motion/horizon meter detector to open and close its output, one end connected to the other end of the first switch means and the other a second switch means or a resistor whose end is connected to the reference level of the detector, or a series connection of the second switch means and a resistor; an amplification means whose input side is connected to the other end of the first switch means; A control means for opening and closing the first and second switch means (if present), and an amplifying means when the first switch means is conductive and the second switch means (if present) is cut-off. a storage means for storing the output;
, a second storage means for storing the output of the amplification means when the first switch means is in the cut-off state and the second switch means (if present) is in the conduction state, and the first and second storage means store the output. A micro signal measuring device characterized by being fully equipped with arithmetic means for outputting the difference in content. (2) The amplification means includes an A/D converter, and each storage means is composed of a digital memory, and the amplification means performs a deisotal operation x. A device for measuring minute signals.
JP58031148A 1983-02-23 1983-02-23 Fine signal measuring apparatus Pending JPS59154599A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58031148A JPS59154599A (en) 1983-02-23 1983-02-23 Fine signal measuring apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58031148A JPS59154599A (en) 1983-02-23 1983-02-23 Fine signal measuring apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS59154599A true JPS59154599A (en) 1984-09-03

Family

ID=12323347

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58031148A Pending JPS59154599A (en) 1983-02-23 1983-02-23 Fine signal measuring apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS59154599A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04117007A (en) * 1990-08-31 1992-04-17 Fuji Electric Co Ltd Multi-output constant current drive circuit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04117007A (en) * 1990-08-31 1992-04-17 Fuji Electric Co Ltd Multi-output constant current drive circuit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS59154599A (en) Fine signal measuring apparatus
US4290023A (en) Voltage offset circuit for auto-zero low voltage amplifier
JP3188327B2 (en) Oxygen sensor connection circuit and correct sensor connection inspection method
JPS59154598A (en) Fine signal measuring apparatus
JPH0310132A (en) Apparatus for detecting driving state of vehicle
CN111123106B (en) Sensor and method for checking a sensor
JPS6370171A (en) Memory for input waveform signal
JPH08293330A (en) Battery temperature detecting device
JPH0152692B2 (en)
EP0456367A1 (en) A displacement sensing system
JPS59198361A (en) Signal input apparatus
CN210513461U (en) Overheat fault monitoring device for motor of metro vehicle
JPS58167971A (en) Digital type maximum/minimum detection circuit
JPH0446385B2 (en)
JPS6137805Y2 (en)
JPH0542358Y2 (en)
JPH0514196A (en) Input circuit with self-diagnostic function
JPH0718988Y2 (en) Pressure sensor
JPS5896399A (en) Measuring circuit with compensating function
JP2595858B2 (en) Temperature measurement circuit
JPH044979Y2 (en)
JPS633222Y2 (en)
JP2563160Y2 (en) Sensor signal judgment device
JPH0215197Y2 (en)
WO1991012533A1 (en) A method for differential sampling